JPS6139075A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はトナー利用の電子写真装置や静電記録装置等の
画像記録装置において、特にトナー像を記録シート（転
写紙など）に定着させるためのローラ式熱定着装置の改
良に関する。

〔発明の背景〕

例えば電子写真複写機の従来のこの種の熱定着装置にお
いては、電源がオンされると、定着装置のヒータに通電
して定着可能温度に達するまで急速加熱することにより
ローラのウオームアツプを行い、所定１度に達してウオ
ームアツプが終了すると、以後はその温度を維持するよ
うに温度制御を行うようになっている。しかるに従来は
、複写動作を行わないレディ状態（複写動作待機状態す
なわちスタンバイ状態）にあっても、ヒータに通電して
その温度制御を行っている。すなわち、電源がオンされ
た後は、再び電源がオフされない限シ定着器のヒータは
連続通電状態となっている。

このため、無駄な消費電力が著しく増加するばかシか、
機内温度が著しく上昇するという問題があった。機内温
度上昇を防ぐためにこの種の電子複写機には機体冷却用
ファンが備えられているが、従来は、電源がオンされる
と上記ファンを動作させ、再び電源がオフされない限シ
上記ファンの動作を停止させないようになっている。こ
のため、レディ状態時に騒音が発生するばかシか、無駄
な消費電力が更に増加するという問題もあった。

これに鑑み特開昭５６−９２５５８においては、スタン
バイ状態に入ってから一定時間以内にコピーを行なわな
ければ、ファンを止めかつ定着ヒータもオフすることが
提案されたが次のコピー信号が入力されるまで定着ヒー
タはオフのままであるため、次にコピーをする際のウェ
イトタイムが長くなシ使いずらいという欠点があった。

そこで、スタンバイ時排熱ファンをオフするヒとのでき
る節電スイッチを設け、この節電スイッチをオンするこ
とにより、排熱ファンを停止すると共に定着ローラ表面
温度を定着可能な所定の設定温度（第一の設定温度ＴＬ
　）よりも低い第二の設定温度Ｔ２で温度調節すること
が考えられた。

（特願昭５８−２６６６４号）。この第二設定温度で、
は、排熱ファンの停止にもかかわらず機内昇温によって
電気部品、メカ部品が熱的劣化を受けない本来の諸機能
を果すことのできる安全使用領域に定められた温度であ
る。このように節電スイッチを設けることにより、スタ
ンバイ時における排熱ファンによる騒音の解消並びに省
エネルギー化を図ることができる。

しかし、節電ツイツチの解除後に第２設定温度Ｔ。

から第１設定温度Ｔ８に復帰するまでのウェイト時間が
やはシかなシ長くなるばかシでなく、節電スイッチがオ
ンである間は、排熱ファンがオフ状態にあるため、たと
え前述のように定着可能な第１の設定温度Ｔ−１より低
い第２の設定温度Ｔ、で温度調節していても、機内昇温
か過度になるという心配な面があった。

確かに以上の提案によれば、ファンの騒音を防止できる
が、スタンバイ時又は節電時の設定温度をそれ程小さく
できず、省エネとはいっても微少なものでしかなかった
。この原因は、スタンバイ時に消費される熱のうちの大
半が、無駄な浪費となっていることによる。即ち、加熱
の必要のない装置の他の部所を大幅に昇温させるので、
逆に高温の（スタンバイ、節電の）設定温度を必要とし
ている。

本発明は省エネを実用上メリットのある範囲にまで拡大
でき、しかも定着可能になるまでの時間を短縮すると共
に機内昇温もより低いものにできるという合理的且つ実
用性の高い装置を提供する。

〔発明の目的〕

この種の熱ローラ式定着装置を有するトナー利用画像記
録装置において、定着装置からの放熱を極力少くして省
エネルギー化を図ると共に、節電時に冷却ファンを停止
しても機内昇温に対する心配を除去すること。

〔発明の概要〕

本発明は、未定着トナー像を記録材に加熱定着するだめ
の定着ローラ対と、機体内部の昇温を防止するため排熱
又は外気を吸引する冷却手段と、を備えた画像記録装置
において、上記定着ロー２対の周囲に近接して設けられ
た熱遮断性覆い部材と、上記定着ローラ対のうち主に加
熱される第１ローラの両端に設けられた断熱部材と、定
着に適した第１設定温度及び該第１設定温度より低い第
２設定温度のいずれかに上記第１ローラを温度制御する
手段と、骸温度制御手段が該第１ローラを第２設定温度
に維持する間は、上記冷却手段の作動を禁止する手段と
、を有していることを特徴とする。

〔発明の実施例〕

第１図は、熱定着装置によって電子写真法で形成された
トナー像Ｔを普通紙Ｐに定着する場合の本発明実施例を
示している。

１はハロダンヒータ等の加熱用のヒータ３を内部に有す
る加熱ローラで、駆動モータ（不図示）からの、駆動力
を受けて矢示方向に回転する。２は低加熱用のヒータ３
′を内蔵する加圧ローラで、加熱ローラ１に圧接して摺
擦回転する。

加熱−一２１は、アルミニウム、ステンレス、銅等の金
属製中空ローラ芯の外周面に′四弗化エチレン樹脂等の
耐熱離散性樹脂層を２０〜８０μ厚に設けたものである
。加圧ロー２２はペアリング１５．１５’に回転可能に
支持されている。加圧ローラ２は加熱ローラ１に公知の
加圧手段によって少くとも定着時に圧接するもので、１
、金属製ローラ芯の外周面にシリコンゴム、フランゴム
、フロロシリコンゴム等の弾性体層を比較的厚く設けた
ものである。この構成は、加熱ローラ１との圧接領域ｄ
を確保することを一目的としている。加熱ローラ１の外
周面にはサーミスタ、熱電対等の感温素子４が接触配設
され、それの検出信号を後述の制御手段に導き、後記節
電モード時を除いて、加熱ロー２１の外周面の温度を（
ヒータ３の出力、又は、その印加電圧等を制御すること
で）トナー像溶融温度（後記第１設定温度に和尚）に保
持している。

６は加熱ローラ表面へ付着したオフセットトナーや紙粉
等の異物をローラ表面から除去するためのクリーニング
部材であり、ノーメックス、ヒメロン、等の耐熱不織布
よりなるクリーニングウェブ６、を用いている。上記ク
リーニングウェブ６□は弾性を有する押当てローラ６、
により加熱ローラ１に当接している。又、このウニゾロ
□は、駆動を与えられる（不図示）巻取りローラ６６に
より供給ローラ６□から微量づつその尚接位置を変える
ように移動し、常にクリーニングウェブ６□の新しい面
が加熱ロー２１に当接する。このウェブ６□は押当てロ
ー２６３以降介在するコロ６４上を移動して供給ロー２
６□側へ反転され、巻取シローラ６６に表、裏を逆にし
た状態で巻取られる。また、クリーニングウェブ６、中
にジメチルシリコンオイル等のオフセット防止液を含浸
させておくと、クリーニング効果をさらに高めることが
可能となる。

７は熱反射性を有する曲面状の反射板で、加熱ローラ１
の周辺に近接し、加熱ロー２１の長手方向全体に設けら
れている。又反射板７は加熱ローラ１周面の押当てロー
２６．の位置と転写紙Ｐの進入開口部との間に対して覆
うような幅を有している。８は放熱防止用の厚みのある
カッ々−で、上記反射板７の凸面全体に対して密着して
設けられ、この反射板７からの無駄な放熱を防止する。

１６は定着装置の上側のケーシング部材で、クリーニン
グ部材６と反射板７、カバー８、感温素子４とを包囲し
ている。感温素子４の温度検知部は反射板７よりもロー
２１側にある。

一方、加圧ローラ２側にも、反射板７と同様の反射板９
及びカバー８と同様のカバー１０が夫々加圧ロー２２の
局面の大部分を覆うように設けられている。上記反射板
のローラと向かい合った面は、金属面（鏡面）にすると
有効である。

これらの反射板７，９及びカバー８，１０を設けること
によって加熱ロー２１、加圧ロー２２大夫の表面から無
駄に消費される熱を減少することができ、かつ感温素子
４の測温性を安定化することができる。又、加熱ロー２
１の設定温度に対する温度調節を安定化すると共に消費
電力を低減できる。

２２は転写紙Ｐを加熱ローラ１側に導く案内板で、反射
板７と反射板９夫々の一端の間に位置するように加熱ロ
ー２１に近接して設けられている。

２４は加圧ローラを支持する支持板で、ノ９ネ２３によ
って加圧ローラ２は加熱ローラ１に圧接される。

未定着なトナー像Ｔを有する普通紙からなる転写紙Ｐは
加熱、加圧ロー２２大夫間で挟持搬送され、ロー２１，
２０表面温度による印加熱によってトナー像Ｔを定着さ
れ、その後排紙ロー２２０゜２１によって挟持されなが
ら装置外へ排出される。

この加熱ローラ１の排出口側には転写紙Ｐを加熱ローラ
１から確実に分離するためにローラ軸方向に沿って複数
個の分離爪５がローラ表面に接触して設けられている。

又、加圧ローラ２の排出口側にも分離爪５．がロー２２
の表面に接触して設けられている。

分離爪５は、ケーシング部材１６と離間状態の支持板１
８に保持され、分離爪５１も定着装置下側のケーシング
部材１７と離間状態の支持板１８□に保持されている。

ケーシング部材１７は加圧ローラ２の反射板９、カバー
１０と離間し、これらを覆うように設けられている。

上記反射板７，９としては、表面を研廉したアルミニウ
ム、銅板或いはｃｒメッキ等の表面処理を施した鉄板等
のように光沢面を有する金属であることが好ましい。又
反射板７，９の形状は、ロー２周面と同心円となるよう
な曲率を有するものが好ましく、又その厚さは比較的薄
いものが好ましい。

上記カバー８，１ｏとしては、グラスウール、ロックウ
ール、セラミックファイバー、或いはフェノールフオー
ム、エポキシフオーム等の発泡体等によって構成或いは
複合構成されたものが好ましい。

次に第１図のｘ　−ｘ’断面９を示す第２図を用いて、
加熱ローラ１の端部構成について詳述する。

１１　、１１’は夫々加熱ロー２１の両端の回転軸１１
＋ＩＺに夫々嵌着されている耐熱性スリーブで、定着装
置の枠体１３　、１３’に夫々装着されているベアリン
グ１２　、１２’に夫々接触している。

１４　、１４’は耐熱性ギアで、加熱ローラ１の回転軸
１１＋１’１に夫々嵌着され、駆動力を伝達される。耐
熱性ギア１４′は他の駆動伝達ギア２５と噛合っておシ
、駆動源Ｍの駆動力を受けて、加熱ロー２１と共に回転
する。耐熱性ギア１４には、手動ノブ２６のギア２６□
が噛合わされ手動による駆動力が伝達される。

上記耐熱性ギア１４　、１４’は熱遮断性の断熱材で構
成されているので、加熱ロー２１からこのギア１４．１
４’を介して他のギア等の駆動伝達部材へ熱が散逸する
ことがない。このギアによって加熱ローラｌの熱保有性
−ｂｐ向上され本。

さらに上記耐熱性スリーブ１１　、１１’も又、熱遮断
性の断熱材であシ、加熱ローラ１の端部からベアリング
１２　、１２’及び枠体１３　、１３’への熱移動によ
る熱損失を防いでいる。従って、加熱ローラ１の端部か
らの熱損失は、耐熱性ギア１４゜１４′によって減少す
ることができ、又耐熱性スリーブ１１　、１１’の付加
でさらに大幅に減少或いはほとんど無にすることができ
る。

一般に、耐熱性ギア１４　、１４’には他の駆動伝達部
材が数多く連動するように設けられることが多い。依っ
て、熱損失はこのような駆動系において大半を占めてい
る。上記実施例では駆動系への熱損失を減少又は無なら
しめることができるので、高度に熱効率を向上でき消費
電力も減少できる。

又、上記実施例では耐熱性ギア１４　、１４’に加えて
耐熱性スリーブ１１　、１１’を用いているため、ロー
ラ端部からの枠体１３　、１３’への熱損失を防止でき
さらに熱効率を向上できる。上記実施例では加熱ロー２
１の両端部にかかる耐熱性断熱性部品を設けているが、
少なくともロー２１に駆動力を伝達する部材の駆動力を
受ける側とロー２１との間に断熱部位を有していればよ
い。上記耐熱性スリーブとしては、ポリイミド、ポリア
ミドイミド、ポリアミド、ＰＰ５（ポリフェニレンサル
ファイド）、ＰＢＴ（ｙＪ？リブチレンテレフタレート
）樹脂、フェノール樹脂等の熱遮断部材であるもの等、
或いはこの種の混合材からなる熱遮断性の材料から構成
されるもの等が好ましい。又上記ギア１４゜１４′とし
ては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ｐｐｓ　、変性
フェノール、四弗化エチレンに補強光てん材を加えたも
の等の熱遮断性の良好な耐熱性材料で構成されるものが
好ましい。

上述のごとく、加熱ローラ１は耐熱性スリーブ１１　、
１１’、及び耐熱性ギア１４　、１４’により機械本体
及び枠体１３　、１３’から熱的に孤立状態となシ、こ
れらを伝わっての定着装置外への放熱は非常に少ないも
のとなる。

再び第１図に戻って、３０は電子写真装置内の高温状態
を低温化するための冷却ファンで、装置内に外気を吸引
するか又は装置外へ排熱するかを行う。３４は装置の外
壁に設けられた空気穴であり、外気又は内部の空気やガ
スが通過する。３１は冷却手段３０の作動を制御する手
段で、少なくとも節電モード選択器３２により節電モー
ドを選択している時には作動停止し、画像記録時は作動
する。３３は加熱制御手段３３で、主に加熱ローラ１を
加圧ローラ２より高温の所定温度に加熱すべく、そのヒ
ータ３の通電を制御する。加熱制御手段３３は少なくと
も加熱ローラ１の温度を異なる設定温度（’ｒｔ　、’
ｒｔ　、（Ｔｌ　＞Ｔ！　）　）に制御するため、ロー
ラ１に当接する感温素子４からの出力を利用している。

本例では、節電モード３２時に加熱ローラ１の設定温度
を定着に適する第１設定温度Ｔ８がらそれよりも低い温
度Ｔ２に下げて加熱制御するものである。

第３図および第４図は前記手段３１，３２．３３の主要
回路図であシ、これら図において、Ｒ１−Ｒ１４は抵抗
、Ｄ１〜Ｄ４はダイオード、Ｑｌｒ　Ｑ２　ｒＱ６はコ
ン／９レータ、Ｑ８．Ｑｌはトランジスタ、Ｑ４は８８
に、Ｃ，はコンデンサ、Ｋ、、に！はリレ〜、３５は電
源トランス、３６はＤＣ電源回路、３０は前記排熱ファ
ン、３７は節電スイッチ、３８はメインスイッチ、３９
は温度フユーズである。４は加熱ロー２１の温度検知用
のサーミスタである。メインスイッチ３８が投入される
と定着器の熱源であるヒータ３に温度７ユーズ３９と該
ヒータのドライバーである５ＳＲ（Ｑ　ａ　）とを介し
て電源が印加されるよう構成されている。

メインスイッチ投入後のウオームアツプ完了後、節電ス
イッチ３７のオンされていないスタンバイの場合におい
ては、リレーに□が励磁されておらず、リレーに１の接
点であるに□−１を介して排熱ファン３０が駆動されて
いる。また定着器の温度はサーミスタ４によって検出さ
れ抵抗Ｒ４とサーミスタ４および抵抗Ｒ７とＲ８からな
るブリッジ回路及びコンパレータＱ、によって定着器の
ヒータ３をコントロールすることにより加熱ローラ１の
温度を第１設定温度Ｔ□に制御する。すなわち、加熱ロ
ーラの温度が設定温度Ｔ□より低い場合は、コンパレー
タＱ１の出力は高レベルになシ、抵抗Ｒ１゜、ダイオー
ドＤ８、抵抗Ｒ０を介してトランジスタＱ３をオンし、
ヒータドライバー用の５ＳＲ（Ｑ４）をオンしてヒータ
３に電力を供給し、また設定温度１８以上に加熱された
場合はコン／ぐレータＱ１の出力が低レベルになシ、ヒ
ータドライバー用の、５ＳＲ（Ｑａ　）をオフすること
によってヒータ３への電力の供給を停止する。このよう
にして、節電スイッチがオフの状態の場合には、加熱ロ
ーラ１の温度を設定値Ｔ１にコントロールする。

節電入力スイッチ３７をオンした場合には、抵抗Ｒ１□
ＩＲ１□、Ｒ８３とキャパシタｃ１及びコンｔ４レータ
Ｑ６によって構成されたタイマーが動作を開始し、設定
時間に達するまでリレーに、が作動し、リレーに２の接
点に、−□によりて節電用リレーに１を励磁し、リレー
に１の接点に１−１によって排熱ファン３０の通電が停
止されると共に、す１／に、の接点に１−３によりてコ
ン／４レータＱ□の出口を低レベルに保持し、加熱ロー
２１の温度は前記第１設定温度Ｔ□より低く設定されて
いる第２設定温度Ｔ、となるように抵抗Ｒ４とサーミス
タ４および抵抗Ｒ８とＲ６からなるブリッジ回路及びコ
ンパレータＱ！によりてヒータ３を制御して設定温度Ｔ
、となるようにコントロールされる。すなわち、加熱ロ
ーラ１の温度が設定温度Ｔ、より低い場合はコン・臂レ
ータＱ、の出力が高レベルになり、ダイオードＤ！、抵
抗Ｒ９を介してトランジスタＱ３がオンし、ヒータドラ
イバー用の５ＳＲ（Ｑ４）がオンし、ヒータ３に電力を
供給する。設定温度１８以上に加熱された場合はコンｔ
４レータＱ、の出力が低レベル、になシ、ヒータドライ
バー用の８ＳＲ（Ｑ４　）をオフすることによってヒー
タ３への電力の供給を停止する。このようにして、節電
スイッチがオンのとき即ち節電モードのときは、加熱ロ
ーラ１の温度は設定温度Ｔ。

にコントロールされる。節電スイッチを再びオフにして
節電モードを解除すれば、加熱ロー２１は再び設定温度
Ｔユにコントロールされる。

〔発明の効果〕

以上述べた様に、第１ローラの両端に断熱部材を設けて
定着ローラをその支持構体から熱的に浮かせるのみなら
ず、更にその周囲に放熱遮覆いを設けることにより、定
着装置から機内への放熱を極力少くしたため、ウオーム
アツグ時間が短縮されるだけでなく、節電モード時に排
熱ファンを停止しても、機内昇温を極力防止できるので
、節電モード時の第２設定温度Ｔ、を、機内昇温防止上
、定着に適する第１設定温度Ｔ□よりあまシ低くする必
要がなく、節電モード解除後のウェイトタイムを短縮で
き、しかも、定着装置外への放熱が少いので大いに省エ
ネルギー化に寄与する。排熱フアンの停止が騒音防止に
役立つことはいうまでもない０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の横断面図、第２図はその縦断面
図、第３図および第４図は同実施例の加熱制御、節電選
択、冷却ファン駆動制御の回路図である。 １・・・加熱ローラ、　　　　２・・・加圧ローラ、３
．３′・・・ヒータ、　　　　　４・・・温度検知器、
７．８．９．１０・・・遮熱覆い、 ３０・・・冷却ファン。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）未定着トナー像を記録材に加熱定着するための定
   着ローラ対と、機材内部の昇温を防止するため排熱又は
   外気を吸引する冷却手段と、を備えた画像記録装置にお
   いて、 上記定着ローラ対の周囲に近接して設けられた熱遮断性
   覆い部材と、上記定着ローラ対のうち主に加熱される第
   １ローラの両端に設けられた断熱部材と、定着に適した
   第１設定温度及び該第１設定温度より低い第２設定温度
   のいずれかに上記第１ローラを温度制御する手段と、該
   温度制御手段が該第１ローラを第２設定温度に維持する
   間は、上記冷却手段の作動を禁止する手段と、を有して
   いることを特徴とする画像記録装置。